CN110487500A - 一种pcba振动试验夹具及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了抗振试验检测技术领域的一种PCBA振动试验夹具及方法，旨在解决现有技术中由于没有专门用于PCBA插件的振动试验夹具，因而只能对二次设备产品进行整机试验，而无法对PCBA插件进行振动试验的技术问题。所述夹具包括振动夹具箱，所述振动夹具箱内固定连接有对向布设的插件面板和母板，所述插件面板与振动夹具箱可拆卸连接，所述母板朝向插件面板一面设有连接器母头，所述连接器母头与PCBA板的连接器公头相适配。
Description
技术领域
本发明涉及一种PCBA振动试验夹具及方法，属于抗振试验检测技术领域。
背景技术
机箱作为二次设备的主要结构形式之一，其内部由大量PCBA（printed circuitboard assembly，印刷板组件）插件构成。PCBA插件作为机箱的基本单元，关系到二次设备保护、采样、通信、人机交流等功能的实现，以及智能变电站的安全运行，因而其可靠性、稳定性至关重要。
振动会对产品的质量产生不利影响，主要包括：（1）结构损坏，如结构变形、产品裂纹或断裂；（2）产品功能失效或性能超差，如接触不良、继电器误动作等；（3）工艺性破坏，如螺钉或连接件松动、脱焊。近年来，随着新一代智能变电站的推广及第三代智能变电站的规划，对于二次设备产品抵御（抵抗）气候、电磁、机械等各种极端恶劣环境的性能提出了更高要求。
振动试验是仿真产品在运输（Transportation）、安装（Installation）及使用（Use）环境中所遭遇到的各种振动环境影响，主要是环境模拟，试验参数为频率范围、振动幅值和试验持续时间，用以确定产品是否能够承受各种环境振动，是评定元器件、零部件及整机在预期的运输及使用环境中抗振性能的主要方法。然而，传统的振动、冲击、碰撞试验对象均为二次设备产品本身，暂无专门用于PCBA插件的振动试验夹具。
对整机试验以验证产品可靠性，其判据为产品的功能正常、无机械损坏。如果整机未能通过试验，则需重新更改插件或其他结构，然后再次进行试验，准备周期时间长。由于仅进行了整机振动试验，而对于作为内部构件的PCBA插件未进行试验，导致缺乏必要的过程监控，因而在产品整机抗振性能评估上存在瑕疵，不利于完善提高产品可靠性和稳定性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种PCBA振动试验夹具及方法，以解决现有技术中由于没有专门用于PCBA插件的振动试验夹具，因而只能对二次设备产品进行整机试验，而无法对PCBA插件进行振动试验的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种PCBA振动试验夹具，包括振动夹具箱，所述振动夹具箱内固定连接有对向布设的插件面板和母板，所述插件面板与振动夹具箱可拆卸连接，所述母板朝向插件面板一面设有连接器母头，所述连接器母头与PCBA板的连接器公头相适配。
进一步地，所述振动夹具箱内还固定连接有一根或两根导轨，所述导轨轴向垂直于插件面板，导轨位于插件面板和母板的上沿或／和下沿。
进一步地，所述导轨与振动夹具箱可拆卸连接。
进一步地，所述振动夹具箱内还固定连接有一对或两对导轨安装条，每对导轨安装条对向布设，所述导轨通过导轨安装条与振动夹具箱可拆卸连接。
进一步地，所述导轨安装条与振动夹具箱可拆卸连接。
进一步地，所述振动夹具箱底面或／和侧面设有振动固定孔。
进一步地，母板与振动夹具箱可拆卸连接。
一种PCBA振动试验方法，包括如下步骤：
将振动夹具箱安装到振动台上；
将PCBA板安装到插件面板上；
将连接器公头插装到连接器母头，同时将插件面板安装到振动夹具箱上；
在振动台、振动夹具箱和PCBA板上分别安装加速度传感器；
根据预设试验项目，激励振动台作动，并根据各加速度传感器所采集数据，评估PCBA板的抗振性能。
进一步地，所述预设试验项目包括：振动试验、冲击试验、碰撞试验。
进一步地，激励振动台作动，包括：对振动台进行正弦激励或随机激励。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：固定连接于振动夹具箱内的插件面板、导轨和母板，完全模拟了二次设备产品中PCBA插件与机箱的连接结构；振动夹具箱的底面和侧面开设有用于连接振动台的振动固定孔，配合振动台能够进行至少2个方向上的振动、冲击和碰撞试验；插件面板、导轨和母板与振动夹具箱均为可拆卸连接，便于研究振动、冲击、碰撞试验中各构件对PCBA插件抗振性能的影响，试验获取影响振动、冲击、碰撞特性的关键因素。利用本发明夹具及方法，能够在二次设备产品设计初期及时获取PCBA的机械特性并及时进行改进，从而减少乃至避免产品设计后期因PCBA插件导致的问题。
附图说明
图1是本发明夹具实施例的整体结构示意图；
图2是本发明夹具实施例的前视图；
图3是本发明夹具实施例的左视图；
图4是本发明夹具实施例的俯视图。
图中：1、振动夹具箱；11、振动固定孔；2、插件面板；3、导轨；4、导轨安装条；5、母板；51、连接器母头；6、PCBA板；61、连接器公头；7、母板安装螺钉；71、插件安装螺钉；72、导轨安装螺钉。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1所示，是本发明夹具实施例的整体结构示意图，一种PCBA振动试验夹具，包括振动夹具箱1，所述振动夹具箱1内固定连接有插件面板2、导轨3和母板5，所述插件面板2用于安装固定PCBA板6，PCBA板6通过螺钉连接于插件面板2内侧；所述母板5与插件面板2对向布设，母板5朝向插件面板2的一面设有与PCBA板6的连接器公头61相适配的连接器母头51，该连接器母头51用于插装PCBA板6的连接器公头61；所述导轨3轴向垂直于插件面板2，使得导轨3轴向与PCBA板6插入振动夹具箱1后向连接器母头51移动的方向一致，导轨3设有两根，一根导轨3位于插件面板2和母板5的上沿，另一根导轨3位于插件面板2和母板5的下沿，导轨3对插入振动夹具箱1内的PCBA板6起到导向作用，以确保PCBA板6的连接器公头61准确插装到母板5的连接器母头51上，同时对插装后的PCBA板6起到支撑固定的作用；振动夹具箱1底面和侧面均设有振动固定孔11，振动夹具箱1通过振动固定孔11安装到振动台上，因而可以通过选取振动夹具箱1底面或侧面的振动固定孔11，从而调整振动夹具箱1的安装方向，进而调整试验过程中PCBA板6的振动方向。
如图2至图4所示，分别是本发明夹具实施例的前视图、左视图和俯视图，本实施例中，插件面板2、导轨3和母板5分别与振动夹具箱1可拆卸连接。其中，插件面板2与振动夹具箱1之间通过插件安装螺钉71安装连接；母板5与振动夹具箱1之间通过母板安装螺钉7安装连接；导轨3与振动夹具箱1之间通过导轨安装条4安装连接，导轨安装条4共设有两对，其中一对分别安装于插件面板2的下沿和母板5的下沿，另一对分别安装于插件面板2的上沿和母板5的上沿，导轨安装条4上设有若干水平布设的卡口，导轨3两端沿其径向向外凸起形成卡柱，导轨3的卡柱插接于导轨安装条4的卡口内，利用导轨安装条4实现导轨3与振动夹具箱1之间的可拆卸连接，增强装卸导轨3的便利性，导轨安装条4与振动夹具箱1之间通过导轨安装螺钉72安装连接。
本实施例提供的一种PCBA振动试验夹具，固定连接于振动夹具箱1内的插件面板2、导轨3和母板5，完全模拟了二次设备产品中PCBA插件与机箱的连接结构；振动夹具箱1的底面和侧面开设有用于连接振动台的振动固定孔11，通过选取不同的振动固定孔11，能够进行水平振动台上3个振动方向或垂直震动台上2个振动方向的试验项目；插件面板2、导轨3和母板5与振动夹具箱1均为可拆卸连接，便于研究振动、冲击、碰撞试验中各构件对PCBA插件抗振性能的影响，试验获取影响振动、冲击、碰撞特性的关键因素。
本发明具体实施方式还提供了一种PCBA振动试验方法，该方法采用前述实施例所提供的一种PCBA振动试验夹具，配合振动台进行振动试验，所述方法包括如下步骤：
步骤一，将导轨安装条4、母板5安装到振动夹具箱1内，将导轨3插接于导轨安装条4的卡口内；
步骤二，利用振动固定孔11将振动夹具箱1的底面或侧面安装到振动台上；
步骤三，将PCBA板6安装到插件面板2上；
步骤四，将插件面板2安装到振动夹具箱1上，同时完成PCBA板6的连接器公头61与母板5的连接器母头51的电气连接；
步骤五，在振动台、振动夹具箱1和PCBA板6上分别安装加速度传感器；
步骤六，对振动台进行正弦激励或随机激励，以驱动其带动振动夹具箱1进行振动、冲击和碰撞试验；
步骤七，根据各加速度传感器所采集数据的对比结果，评估PCBA板6的抗振性能。
利用本发明夹具配合振动台，按本发明方法对PCBA插件进行振动试验，能够在二次设备产品设计初期及时获取PCBA的机械特性并及时进行改进，从而减少乃至避免产品设计后期因PCBA插件导致的问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种PCBA振动试验夹具，其特征是，包括振动夹具箱（1），所述振动夹具箱（1）内固定连接有对向布设的插件面板（2）和母板（5），所述插件面板（2）与振动夹具箱（1）可拆卸连接，所述母板（5）朝向插件面板（2）一面设有连接器母头（51），所述连接器母头（51）与PCBA板（6）的连接器公头（61）相适配。
2.根据权利要求1所述的PCBA振动试验夹具，其特征是，所述振动夹具箱（1）内还固定连接有一根或两根导轨（3），所述导轨（3）轴向垂直于插件面板（2），导轨（3）位于插件面板（2）和母板（5）的上沿或／和下沿。
3.根据权利要求2所述的PCBA振动试验夹具，其特征是，所述导轨（3）与振动夹具箱（1）可拆卸连接。
4.根据权利要求3所述的PCBA振动试验夹具，其特征是，所述振动夹具箱（1）内还固定连接有一对或两对导轨安装条（4），每对导轨安装条（4）对向布设，所述导轨（3）通过导轨安装条（4）与振动夹具箱（1）可拆卸连接。
5.根据权利要求4所述的PCBA振动试验夹具，其特征是，所述导轨安装条（4）与振动夹具箱（1）可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的PCBA振动试验夹具，其特征是，所述振动夹具箱（1）底面或／和侧面设有振动固定孔（11）。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的PCBA振动试验夹具，其特征是，母板（5）与振动夹具箱（1）可拆卸连接。
8.一种PCBA振动试验方法，其特征是，采用权利要求1至7中任一项所述夹具进行振动试验，所述方法包括如下步骤：
将振动夹具箱（1）安装到振动台上；
将PCBA板（6）安装到插件面板（2）上；
将连接器公头（61）插装到连接器母头（51），同时将插件面板（2）安装到振动夹具箱（1）上；
在振动台、振动夹具箱（1）和PCBA板（6）上分别安装加速度传感器；
根据预设试验项目，激励振动台作动，并根据各加速度传感器所采集数据，评估PCBA板（6）的抗振性能。
9.根据权利要求8所述的PCBA振动试验方法，其特征是，所述预设试验项目包括：振动试验、冲击试验、碰撞试验。
10.根据权利要求8所述的PCBA振动试验方法，其特征是，激励振动台作动，包括：对振动台进行正弦激励或随机激励。
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